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编号:10273919
性激素与免疫应答研究进展
http://www.100md.com 《中华内科杂志》 1998年第5期
     作者:韩雄 许贤豪 方树友

    单位:450003 郑州,河南省人民医院神经科(韩雄);北京医院神经内科(许贤豪);河南医科大学第一附属医院神经科(方树友)

    关键词:

    中华内科杂志980532 60~70年代人们已经发现,雌、雄激素均可诱导胸腺和外周淋巴器官的萎缩,而雌、雄性动物去势后均可出现胸腺和脾脏增生。流行病学、临床医学和实验室资料进一步显示,许多种属包括人类女性与男性比较有下列特点:(1)体液免疫和细胞免疫更明显,不易患感染性疾病而易患自身免疫性疾病;(2)血清免疫球蛋白(Ig)水平较高;接受免疫后,对许多微生物产生较强的抗体反应;(3)排斥移植物和肿瘤较明显。妊娠时(以雌激素升高为特征)可诱发系统性红斑狼疮(SLE)。而类风湿性关节炎(RA)、多发性硬化(MS)和突眼性甲亢(GD)则显著改善,但分娩后病情加重。这些资料提示,雌、雄激素上述的平衡可以影响免疫系统,可能对调控免疫应答和淋巴细胞分化有重要作用,并促使人们研究性激素影响免疫应答和自身免疫的机制。
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    一、性激素影响免疫系统的方式及其分子机制

    性激素作用于免疫系统的三种方式是:(1)改变T、B细胞表型和细胞功能;(2)影响Ig水平及Ig合成动力学;(3)影响细胞因子的合成,进而增强或削弱免疫应答[1]

    性激素发挥作用的共同分子机制为:游离性激素经被动扩散进入靶细胞,与特异性受体结合形成复合物,经过一系列变化,受体分子激活,而后与特异DNA片段[(即类固醇反应元件(SRE)]呈高亲和力结合,SRE作为转录因子促进几个结构基因的转录,或改变转录后机制,导致mRNAs的变化,进而翻译为蛋白质,产生生物效应。

    免疫器官中雄性激素受体的存在尚有争议,但已证实人胸腺细胞、T淋巴细胞和滑膜内巨噬细胞有雌激素受体。

    二、性激素对骨髓、胚肝内淋巴细胞的影响
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    最新研究显示,雌激素介导的胸腺萎缩,至少部分原因是损伤骨髓、胚肝内T细胞前体,表现为抑制胸腺内T细胞成熟,即胸腺萎缩是继发现象。同时雌激素激活骨髓、胚肝内T细胞的成熟[2](即胸腺外T细胞成熟途径),表现为中间型T细胞受体(如VβTCR)增多,与正常雌鼠外周血内中间型TCR细胞占优势相一致;无胸腺小鼠、老年小鼠及自身免疫性疾病小鼠胸腺外T细胞成熟均占优势。

    正常雌鼠孕期内B细胞生成严重减少;去卵巢小鼠骨髓内髓样细胞及粒细胞比例下降,而B细胞前体即B 220 lowμ链阳性B细胞选择性增加,然后表现为B细胞生成增多[3]。细胞培养也显示雌激素单独或合并孕酮使用,可选择性抑制骨髓内的白细胞介素(IL)-7反应细胞及其后代[4]

    雌激素既抑制T细胞生成,又抑制B细胞生成,其机制尚不清楚。但骨髓局部是否可产生或(和)聚集性激素;人类淋巴细胞生成过程是否对这些激素敏感,以及衰老、使用激素出现免疫低下时是否会加强淋巴细胞生成等值得研究。
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    三、胸腺

    应用雌激素可以导致发育期的胸腺明显萎缩,并改变离体胸腺细胞对有丝分裂原的反应性。已证实小鼠胸腺细胞、胸腺上皮细胞和人类的胸腺细胞内存在雌激素受体(ER)。雌二醇(E2)不仅减少花生凝素(PNA)染色模糊CD+4 CD+8双阳性(DP)胸腺细胞,也选择性地影响CD-4 CD-8双阴性(DN)胸腺细胞亚群平衡,即删除模糊、不成熟的CD+5 CD-3 TCRβ-DN亚群,增加亮色、成熟的CD+5 CD+3 TCRβ+DN亚群,同时增加表达TCR蛋白Vβ6、Vβ8,非Vβ3的CD+4和CD+8单阳性细胞比例及CD+4/CD+8的比例[5]。这些资料提示,雌激素对未成熟胸腺细胞(包括DN细胞和DP细胞)有广泛的影响,其可能机制为:雌激素增加白细胞介素-1α(IL-1α)mRNA表达及IL-1α产量,通过DN细胞的IL-1R,增加Vβ8亚群胸腺细胞。研究发现重症肌无力(MG)患者胸腺切除前,其外周血单个核细胞(PBMC)和增生的胸腺中淋巴样细胞内,含有高水平的雌激素结合位点,胸腺切除后其PBMC结合雌激素能力逐渐下降,达到性别、年龄匹配的对照组水平,伴血清乙酰胆碱受体抗体(AChRAb)下降[6]。提示:雌激素可能通过与MG患者增生胸腺中被自身抗原激活的T、B细胞内雌激素受体结合,而影响AChRAb产生。
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    成年雄性C57BL/6小鼠去势后胸腺增大,CD-4 CD+8细胞下降,CD+4 CD-8/CD-4 CD+8比值相对增加,胸腺细胞对ConA诱导的增殖反应增强,脾脏增大,抑制性脾脏细胞比例减少。睾酮(Te)替代治疗后胸腺萎缩,但脾脏大小无明显变化,同时CD+4 CD+8 DP胸腺细胞减少,CD-4 CD+8 SP细胞增多,CD+4 CD-8/CD-4 CD+8比值缩小,胸腺细胞的增殖反应下降[7],说明Te可改变细胞的表型和功能,表现为抑制免疫反应。有报道小鼠自胚胎晚期到出生后60天,胸腺细胞和胸腺上皮细胞均存在睾酮受体(AR),且逐渐增多,为Te调节T细胞的分化和增殖提供了新的证据。
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    四、性激素对单个核细胞的影响

    外周血T细胞内无AR;ER仅存在于CD+8T细胞内。进一步研究显示,ER存在于CD+8 CD+29CD45RO-记忆型抑制性T细胞内[8]。RA女病人于正常排卵期或应用雌激素治疗时病情加重,可能是该群细胞受抑制的结果。

    外周血单个核细胞培养液中加入E2,可增加商陆(PWM)诱导的空斑形成细胞;加入Te则抑制。虽未证实B细胞内存在AR、ER,但有人认为,E2使NK细胞产生抑制因子减少,从而使B细胞产生IgG、IgM增多,于是促进体液免疫[9]

    小鼠去势实验显示E2降低NK细胞毒性,并呈剂量依赖性[9],与早年的结果一致。妊娠妇女外周血中NK细胞活性也降低。Ⅲ/Ⅳ期子宫内膜炎患者,外周血NK细胞活性与血清E2水平呈负相关,但血清IL-2,干扰素(IFN)水平与对照组无差别,提示雌激素既不影响NK细胞的分化、成熟阶段,也非影响其活性的惟一因子,而可能与其他免疫调节因子协同发挥作用[10]。有报道E2在外体促进NK细胞活性,孕酮、睾酮则无此效应。体内、外试验结果的矛盾,有待进一步研究解决。
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    正常人和RA病人的关节滑液巨噬细胞内有ER[8],支持早期有关雌激素影响巨噬细胞成熟及其功能的体外试验。体内试验显示,正常雌性小鼠长期注射雌激素可促进巨噬细胞表面标志表达、增殖反应及吞噬颗粒抗原的能力。体外培养的RA病人滑膜组织中,巨噬细胞内有雄性激素受体,并将Te转化为代谢产物[11]

    生理浓度的Te能抑制PBMC表达MHC-DQ、MHC-DR抗原,而生理浓度的E2则起促进作用。有意义的是:这两种性激素都在生理浓度时相互抵消其作用[12],二者的平衡对于维持免疫自稳可能起重要作用。

    五、性激素对细胞因子和黏附因子的影响

    免疫、炎症过程常涉及一些细胞因子,如肿瘤坏死因子(TNF-α)、IL-1、IL-6等。雌激素可使受肉豆蔻酸佛波脂(TPA)诱导的单核-巨噬细胞系THP-1的TNF-α mRNA水平明显下降[13],而雌激素拮抗剂ICI164,384和Tamoxifen增加受商陆刺激的黏附细胞的TNF-α产量,但是,雌激素和睾酮均不影响脂多糖(LPS)刺激的人肝脏枯否细胞的TNF-α产量[14]
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    用雌激素孵育小鼠腹腔巨噬细胞,IL-1的合成及分泌增加,与体内试验结果相吻合,即切除小鼠卵巢后,巨噬细胞合成IL-1水平显著下降,替补雌激素后IL-1 mRNA表达增加,雌激素影响巨噬细胞合成IL-1的方式呈剂量依赖性。用人外周血单核细胞和盆腔巨噬细胞培养发现,IL-1 mRNA水平与雌激素浓度呈负相关[15],雌激素浓度由10-9 mol/L升到10-5 mol/L时,IL-1 mRNA水平下降80%~90%。因此,雌激素在生理浓度时刺激IL-1 mRNA表达及IL-1分泌,而在药理浓度时则呈抑制作用,说明雌激素对免疫应答有双向作用。这些资料部分解释了内、外源性雌激素对RA临床表现的影响,如RA患者多见于女性、临床症状多随月经周期波动,以及口服雌激素类避孕药对病情有不同影响。有报道绝经后妇女应用雌激素治疗,外周血单核细胞释放IL-1能力显著下降,而在一组RA病人中血清雌激素水平增高,应用雌激素治疗后,病情活动的某些参数仍获得部分改善,说明雌激素影响IL-1产量的机制极其复杂。
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    研究表明,E2可阻止人IL-6基因的表达[16],其机制是:E2与受体结合,通过一系列过程激活c-jun/c-fos原癌基因,产生mRNA,合成转录调节因子AP-1,后者影响IL-6基因的表达水平和IL-6产量,从而影响免疫应答。雄性激素对IL-6的影响尚未见报道。

    轻微残疾的MS病人及MG病人胸腺摘除后,体液转化生长因子-β(TGFβ)上调[17],动物实验进一步显示,TGFβ抑制髓鞘碱性蛋白、蛋白脂蛋白和乙酰胆碱受体等自身抗原诱导的IL-4、IL-6、TNF-α等细胞因子上升,提示TGFβ可能有益于人类自身免疫性疾病。Te可诱导豚鼠胸腺细胞TGFβ1的表达[18];E2升高TNF-α mRNA水平、降低TGFβ2 mRNA水平,但不影响TGFβ1和TGFβ3 mRNA水平,应用雌激素拮抗剂ICI164,384可翻转该作用[19]。性激素对IL-2、IL-3、IL-5、γ-干扰素、单核细胞趋化因子、血小板衍生因子A等细胞因子也有影响。
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    白细胞与血管内皮细胞相互作用,对于急、慢性炎症(包括自身免疫性血管炎)的发展至关重要。1993年报道雄性激素受体存在于新鲜的人主动脉内。而1994年体外培养人血管内皮细胞发现,雌激素可加强TNF诱导的E选择素、Ⅰ型细胞间黏附因子和Ⅰ型血管-细胞黏附因子等黏附因子mRNA的表达;雌激素也可促进内皮细胞对PBMC的黏附,其最适浓度为2~5 ng/ml,高浓度时呈抑制作用,即表现为剂量依赖性。雌激素对白细胞与血管内皮细胞相互作用的调节,可能是雌激素影响免疫应答的重要机制之一,也可能是自身免疫性疾病多见于女性的原因之一。

    总之,性激素对免疫系统的影响极其复杂,而且有许多过程还不清楚。但总的趋势是,雌激素刺激或加强免疫应答,雄性激素抑制免疫应答。

    六、性激素与人类自身免疫性疾病

    有报道SLE病人无论男、女性均存在低血清睾酮和较高血清雌二醇水平[20];更年期之前的男、女RA病人血清雄性激素水平降低。但是,40年来旨在调节体内E2/Te平衡治疗自身免疫性疾病的研究至今仍无统一认识。尽管这样,以神经-内分泌-免疫网络学说为指导,从内分泌角度探讨免疫紊乱性疾病的病因,无疑为自身免疫性疾病的研究开拓了新的思路,有可能认识某些疾病的病因、发病机制,进而提出新的治疗方法。
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    (收稿:1996-11-26 修回:1997-10-08), http://www.100md.com